(57)【要約】      （修正有）【課題】インペラの表面にかかる燃料の圧力差を解消してインペラの摩耗を防ぎ、ポンプ効率を向上させた燃料ポンプを提供する。【解決手段】燃料ポンプのインペラの表面に昇圧溝に連通する小さな溝を形成し、裏面に昇圧溝に連通する大きな溝を形成する。若しくは、インペラの昇圧溝の内側に、貫通穴と略翼状の断面形状を持つ中間部から成る凹部を形成する。インペラの回転時に燃料が羽根に連通する溝若しくは凹部を通過してインペラを押圧し、インペラの表面と裏面にかかる燃料の圧力差を解消する。圧力差が解消したことで、インペラとケーシングが接触しなくなり、インペラが摩耗しない。インペラが位置ずれをおこさないために、インペラとケーシングのクリアランスを小さくすることができる。【選択図】図１
2005147033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ部で昇圧した燃料をモータ部を経て外部に送出す燃料ポンプであり、
ポンプ部は、インペラとケーシングとモータ軸で構成され、
インペラは、中心にモータ軸を相対回転不能に受入れる中心開口が形成された略円板状であり、隔壁によって区分された昇圧溝群が表裏両面の外周近傍に沿って周方向に繰返して形成されており、
ケーシングは、インペラ表面に対向する第１面からインペラ裏面に対向する第２面まで伸びてインペラを収容する略円柱状の空間と、インペラ表面の昇圧溝群に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第１昇圧溝と、インペラ裏面の昇圧溝群に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第２昇圧溝と、第２昇圧溝の上流端に連通する吸入口と、第１昇圧溝の下流端に連通する吐出口と、第１面に開口してモータ軸を受入れる軸口を備えており、
モータ軸は、ケーシングの軸口を貫通してインペラの中心開口に挿入されており、
インペラの裏面またはケーシングの第２面に、第２昇圧溝で昇圧された燃料を導入してインペラを第１面に向けて付勢する圧力バランス溝が形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
インペラの表面またはケーシングの第１面に、第１昇圧溝で昇圧された燃料を導入してインペラを第２面に向けて付勢する第１圧力バランス溝が形成されており、
インペラの裏面またはケーシングの第２面に形成されている第２圧力バランス溝の開口面積よりも第１圧力バランス溝の開口面積が小さいことを特徴とする請求項１の燃料ポンプ。
【請求項３】
圧力バランス溝が周方向に等間隔に複数本形成されており、
各圧力バランス溝の周方向の幅が、インペラの回転方向に沿って測定した吐出口から吸入口までの距離以下であることを特徴とする請求項１または２の燃料ポンプ。
【請求項４】
圧力バランス溝がインペラの内側に向かって所定距離伸びて消滅していることを特徴とする請求項１から３のいずれかの燃料ポンプ。
【請求項５】
ポンプ部で昇圧した燃料をモータ部を経て外部に送出す燃料ポンプであり、
ポンプ部は、インペラとケーシングとモータ軸で構成され、
インペラは、中心にモータ軸を相対回転不能に受入れる中心開口が形成された略円板状であり、隔壁によって区分された昇圧溝群が表裏両面の外周近傍に沿って周方向に繰返して形成されており、その昇圧溝群の内側にインペラの表裏両面間に亘って伸びる貫通孔が形成されており、その昇圧溝群の内側のインペラの表裏両面から沈んだ位置に周に沿って湾曲してインペラの回転に伴ってインペラ表面に向かう揚力を発生する翼断面が形成されており、
ケーシングは、インペラ表面に対向する第１面からインペラ裏面に対向する第２面まで伸びてインペラを収容する略円柱状の空間と、その空間に連通する吸入口と、その空間に連通する吐出口と、第１面に開口してモータ軸を受入れる軸口を備えており、
モータ軸は、ケーシングの軸口を貫通してインペラの中心開口に挿入されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項６】
前記貫通孔が、前記翼断面の前端と後端の少なくとも一方に面して形成されていることを特徴とする請求項５の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を吸入して昇圧し、昇圧された燃料を外部に送出す燃料ポンプに関し、特に燃料ポンプのインペラの表裏両面にかかる圧力をバランスさせる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料ポンプの一例を図１１を参照して説明する。燃料ポンプ１００は、モータ部１０２とポンプ部１２４が共通ハウジング１２０内に収容されて形成されている。モータ部１０２は回転子１０６を有し、回転子１０６は、モータ軸１１０と、モータ軸１１０に固定されている積層鉄芯１１２と、積層鉄芯１１２に巻かれている図示されていないコイルと、そのコイルの端部が接続されている整流子１１８を有している。モータ軸１１０は、共通ハウジング１２０に対して、軸受け１２８，１１６によって回転可能に支持されている。共通ハウジング１２０の内側には、回転子１０６を取囲むように、永久磁石１０４が固定されている。共通ハウジング１２０の上部に取り付けられたトップカバー１２２には、図示されない端子が設けられており、モータ部１０２に電気が供給される。ブラシ１０８と整流子１１８を介してコイルに通電すると、回転子１０６とモータ軸１１０が回転する。
共通ハウジング１２０の下部にはポンプ部１２４が収容されている。ポンプ部１２４は、略円板状で外周部に昇圧溝群１４２，１４４が設けられたインペラ１２６と、インペラ１２６を収容するケーシング１２８，１３０を備えている。インペラ１２６の上面の外周に沿って設けられた昇圧溝群１４２に対向して、ケーシング１２８には第１昇圧溝１３４が形成されている。インペラ１２６の下面の外周に沿って設けられた昇圧溝群１４４に対向して、ケーシング１３０には第２昇圧溝１３６が形成されている。第１昇圧溝１３４と第２昇圧溝１３６は、インペラ１２６の回転方向に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字型に形成されている。第２昇圧溝１３６の上流端に連通するように吸入口１３２が形成されている。第１昇圧溝１３４の下流端に連通するように吐出口１３８が形成されている。インペラ１２６の上面に設けられた昇圧溝群１４２とケーシング１２８に形成された第１昇圧溝１３４によって第１昇圧路１３５が形成され、インペラ１２６の下面に設けられた昇圧溝群１４４とケーシング１３０に形成された第２昇圧溝１３６によって第２昇圧路１３７が形成されている。インペラ１２６の中心にはモータ軸１１０と相対回転不能に係合する中心開口が設けられており、モータ軸１１０が回転するとインペラ１２６が回転する。
インペラ１２６がケーシング１２８，１３０内で回転すると、燃料が吸入口１３２からポンプ部１２４内に吸引されて昇圧路１３５、１３７に導入される。昇圧路１３５、１３７を流れるうちに昇圧された燃料は、吐出口１３８からモータ部１０２側に送出される。モータ部１０２に送出された燃料は、モータ部１０２を通過し、トップカバー１２２に形成されているポート１４０から外部に送出される。
【０００３】
モータ部１０２に送出された高圧の燃料の一部は、モータ軸１１０を伝ってケーシング１２８，１３０の内部に還流する。この高圧燃料は、インペラ１２６の上面に作用してインペラ１２６を下方に押し下げる。この結果、インペラ１２６はケーシング１３０に押し付けられた状態で回転する。インペラに摩擦力が作用した状態でインペラ１２６が回転するために、インペラ１２６の回転数が低下してポンプ効率が低下する。
特許文献１には、インペラ表面とケーシング内面間、ならびに、インペラ裏面とケーシング内面間に高い圧力を発生させる技術が開示されている。
特許文献２には、インペラ裏面とケーシング内面間の圧力を高め、インペラの表裏両面にかかる圧力差を解消して、インペラがケーシングに押し付けられた状態で回転することがないようにする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８０７７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の燃料ポンプでは、インペラ表面とケーシング内面間、ならびに、インペラ裏面とケーシング内面間の両者に高い圧力を発生させる。しかしながら、両者はつりあっており、モータ軸１１０を伝ってケーシング内部に還流する高圧燃料がインペラ上面に作用してインペラを下面側に押し下げることを相殺することができない。
【０００６】
特許文献２の燃料ポンプでは、インペラが回転するとインペラ裏面とケーシング内面間の圧力を高められ、インペラの表裏両面にかかる圧力差を解消することができるはずである。
しかしながら、実際にやってみると、ケーシング内部に還流する高圧燃料の影響を相殺するためには、インペラに多数の貫通孔を形成し、インペラ裏面に多数の圧力バランス溝を形成する必要があり、必要個数が多くなりすぎてかえってポンプ効率が低下してしまうことが判明した。
本発明は上記問題点に鑑みて創作されたものであり、インペラの表裏両面にかかる圧力差を効率的に解消する。圧力差が解消すれば、インペラがケーシングに押し付けられた状態で回転することがないために、ポンプ効率が向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ポンプ部で昇圧した燃料をモータ部を経て外部に送出す燃料ポンプに関する。ポンプ部は、インペラとケーシングとモータ軸で構成されている。インペラは、中心にモータ軸を相対回転不能に受入れる中心開口が形成された略円板状であり、隔壁によって区分された昇圧溝群が表裏両面の外周近傍に沿って周方向に繰返して形成されている。ケーシングには、インペラ表面に対向する第１面からインペラ裏面に対向する第２面まで伸びてインペラを収容する略円柱状の空間が形成されている。インペラ表面の昇圧溝群に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第１昇圧溝が第１面に形成されており、インペラ裏面の昇圧溝群に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる第２昇圧溝が第２面に形成されている。ケーシングには、第２昇圧溝の上流端に連通する吸入口と、第１昇圧溝の下流端に連通する吐出口と、第１面に開口してモータ軸を受入れる軸口が形成されている。モータ軸は、ケーシングの軸口を貫通してインペラの中心開口に挿入されており、モータ軸が回転するとインペラが回転する。ポンプで昇圧された燃料は、ケーシングの軸口とモータ軸の間隙からケーシング内部に還流してインペラ表面に高い圧力を作用させ、インペラ裏面をケーシングの第２面に押し付ける。
本発明の燃料ポンプでは、インペラの裏面またはケーシングの第２面に、第２昇圧溝で昇圧された燃料を導入してインペラを第１面に向けて付勢する圧力バランス溝が形成されている。
【０００８】
インペラの裏面またはケーシングの第２面に、第２昇圧溝で昇圧された燃料を導入してインペラを第１面に向けて付勢する圧力バランス溝が形成されていると、ポンプ部で昇圧された燃料がケーシング内部に還流してインペラの表面に高い圧力を作用させてインペラの裏面をケーシングの第２面に押し付ける力が打ち消される。インペラは、ケーシングの第１面にも第２面にも押し付けられることなく、軽やかに回転することができ、高いポンプ効率を得ることができる。
【０００９】
重要なことは、インペラの裏面またはケーシングの第２面に、第２昇圧溝で昇圧された燃料を導入する圧力バランス溝が形成されていることであり、それに加えて、インペラの表面またはケーシングの第１面の側にも第１昇圧溝で昇圧された燃料を導入する溝が形成されていてもよい。
インペラの裏面またはケーシングの第２面に形成されている第２圧力バランス溝の開口面積よりも、インペラの表面またはケーシングの第１面に形成されている第１圧力バランス溝の開口面積が小さければ、第２圧力バランス溝がインペラを表面側に付勢する力が、第１圧力バランス溝がインペラを裏面側に付勢する力よりも大きく、インペラは表面側に付勢される。ポンプ部で昇圧された燃料がケーシング内部に還流してインペラの表面に高い圧力を作用させてインペラを裏面側に付勢する力が打ち消される。
インペラの表面またはケーシングの第１面に第１圧力バランス溝が形成されていると、何らかの理由でインペラ表面にケーシング第１面に付勢する力が作用しても、第１圧力バランス溝の圧力がインペラ表面をケーシング第１面に押し付けることを禁止する。インペラは、ケーシングの第１面にも第２面にも押し付けられることなく軽やかに回転することができ、高いポンプ効率を得ることができる。
【００１０】
圧力バランス溝が周方向に等間隔に複数本形成されており、各圧力バランス溝の周方向の幅が、インペラの回転方向に沿って測定した吐出口から吸入口までの距離以下であることが好ましい。
第２圧力バランス溝（第１圧力バランス溝が存在する場合には双方の圧力バランス溝）は周方向に長く伸びるものであってもよいが、インペラの回転方向に沿って吐出口から吸入口までの長さを測定した距離よりも長く周方向に伸びていると、吐出口と吸入口の間が圧力バランス溝によって連通してしまい、吐出口と吸入口の間のシールが不充分となる。吐出口と吸入口の間では、ケーシング内面がインペラ外面に極接近し、吐出口に至るまでの間に昇圧された燃料が吸入口に漏れでてしまうことがないようによくシールしなければならない。各圧力バランス溝の周方向の幅が、インペラの回転方向に沿って測定した吐出口から吸入口までの距離以下であると、圧力バランス溝を形成したために吐出口と吸入口の間のシールが不充分となることがなく、ポンプ効率を低下させない。
【００１１】
圧力バランス溝がインペラの内側に向かって所定距離伸びて消滅していることが好ましい。
昇圧路に圧力バランス溝が連通していると、昇圧路内での燃料の旋回が乱され、昇圧効率が低下する。望ましくは、圧力バランス溝内の燃料が流動せず、昇圧路内での燃料の旋回に影響を与えないことが好ましい。
圧力バランス溝がインペラの内側に向かって所定距離伸びてから消滅していると、圧力バランス溝内の燃料の流動が抑制され、昇圧路内の燃料の旋回に悪影響を与えることが抑制される。ポンプ効率が一層合理的に高められる。
【００１２】
インペラは回転することから、インパラに翼形状を形成しておくと、翼形状によって揚力を発生してインペラの表裏両面にかかる圧力差を解消することが可能となる。
この手法を採用すると、ポンプ部で昇圧した燃料をモータ部を経て外部に送出す燃料ポンプであり、ポンプ部がインペラとケーシングとモータ軸で構成されている新規な燃料ポンプを実現することができる。
この燃料ポンプのインペラは、中心にモータ軸を相対回転不能に受入れる中心開口が形成された略円板状であり、隔壁によって区分された昇圧溝群が表裏両面の外周近傍に沿って周方向に繰返して形成されており、その昇圧溝群の内側にインペラの表裏両面間に亘って伸びる貫通孔が形成されており、その昇圧溝群の内側のインペラの表裏両面から沈んだ位置に翼断面が形成されている。翼断面は周方向に伸び、インペラ表面に向かう揚力を発生する側に湾曲している。
ケーシングは、インペラ表面に対向する第１面からインペラ裏面に対向する第２面まで伸びてインペラを収容する略円柱状の空間と、その空間に連通する吸入口と、その空間に連通する吐出口と、第１面に開口してモータ軸を受入れる軸口を備えている。
モータ軸は、ケーシングの軸口を貫通してインペラの中心開口に挿入されている。
【００１３】
インペラの回転に伴ってインペラ表面に向かう揚力を発生する翼断面がインペラに形成されていると、ポンプ部で昇圧された燃料がケーシング内部に還流してインペラの表面に高い圧力を作用させてインペラ裏面をケーシング内面に付勢する力が打ち消される。インペラは、ケーシングの第１面にも第２面にも押し付けられることなく軽やかに回転することができ、高いポンプ効率を得ることができる。
【００１４】
翼断面の前端と後端の少なくとも一方に、インペラの表裏両面間に亘って伸びる貫通孔が形成されていることが好ましい。
貫通孔の存在自体によってインペラの表裏両面に作用する圧力が等しくなるように調整されるが、翼断面の前端と後端の少なくとも一方に貫通孔が面していると、翼断面に沿って流れる燃料の速度が増大し、翼断面で生み出される揚力が増大し、インペラの表裏両面に作用する力をバランスさせやすい。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明の燃料ポンプによると、インペラの裏面またはケーシングの第２面に第２昇圧溝で昇圧された燃料を導入してインペラを表面に向けて付勢する圧力バランス溝が形成され、又は、インペラの回転に伴ってインペラの表面に向かう揚力を発生する翼断面がインペラに形成されることから、インペラの表面と裏面にかかる圧力差を相殺することができる。インペラがケーシングに押し付けられた状態で回転することがないために、インぺラは軽やかに回転することができ、高いポンプ効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）圧力バランス溝は、インペラの外周近傍に形成されている昇圧溝群に連通している。圧力バランス溝は、周方向に均等な間隔をおいて複数本形成されている。各圧力バランス溝は、インペラの回転に伴って、昇圧溝群で昇圧された燃料が圧力バランス溝の奥に流れ込む側に伸びている。
（形態２）圧力バランス溝は、インペラの裏面のみに形成されている。
（形態３）圧力バランス溝は、インペラの表裏両面に形成されている。表面の溝よりも裏面の溝の方が、長くて広い。
（形態４）インペラの周方向に離れて形成されている１対の貫通孔の間に翼断面が形成されている。翼断面は、全体してインペラの表面側に湾曲している。翼断面は、飛行機の主翼に類似する形状を有する。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
本発明を、自動車の燃料タンク内で用いられ、自動車のエンジンに燃料を供給するために利用される燃料ポンプに適用した実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本実施例の燃料ポンプの主要部の断面を示している。燃料ポンプ２は、ポンプ部４と、ポンプ部４を回転駆動するモータ部３から構成される。ポンプ部４とモータ部３は、略円筒形の共通ハウジング１８に収容され一体化されている。
ポンプ部４は、ケーシング１０と、インペラ１２と、モータ軸２２で構成されている。インペラ１２は略円板状であり、表面側の外周から所定距離内側に隔てた領域に、相互に隔壁によって分離された複数の昇圧溝群１４が周方向に繰返して形成されている。インペラ１２の裏面の外周から所定距離内側に隔てた領域に、相互に隔壁によって分離された複数の昇圧溝群１６が周方向に繰返して形成されている。表面側の昇圧溝群１４と裏面側の昇圧溝群１６の底部は連通している。モータ部３のモータ軸２２は、軸受け２３、２４で回転可能に保持されている。モータ軸２２の下端部は、インペラ１２の中心開口に係合しており、インペラ１２とモータ軸２２は相対回転不能であり、同一の回転数で回転する。
【００１８】
ケーシング１０は、カバー６とボディー８が組合わされて構成されており、内部にインペラ１２を収容する。ケーシング１０の外形は略円柱状であり、内部には、インペラ１２の表面に対向する第１面７からインペラ１２の裏面に対向する第２面９まで伸びる円柱形の空間が形成されており、その空間にインペラ１２が収容されている。
ケーシング１０の第１面７には、第１昇圧溝２８が形成されている。第１昇圧溝２８は、インペラ表面の昇圧溝群１４に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字形に伸びている。ケーシング１０の第２面９には、第２昇圧溝３０が形成されている。第２昇圧溝３０は、インペラ裏面の昇圧溝群１６に対向する領域をインペラ回転方向に沿って上流端から下流端まで略Ｃ字形に伸びている。インペラ１２の上面に設けられた昇圧溝群１４とケーシング１０に形成された第１昇圧溝２８によって第１昇圧路２９が形成され、インペラ１２の下面に設けられた昇圧溝群１６とケーシング１０に形成された第２昇圧溝３０によって第２昇圧路３１が形成されている。
ボディー８には、第２昇圧溝３０の上流端に連通する吸入口２６が形成されている。カバー６には、第１昇圧溝２８の下流端に連通する吐出口（図示されていない）が形成されている。カバー６の第１面７には、モータ軸２２を受入れる軸口４が形成されている。吸入口２６は、第１昇圧溝２８と第２昇圧溝３０の上流端に連通するものであってもよい。
モータ軸２２は、ケーシング１０の軸口４を貫通してインペラ１２の中心開口に挿入されており、インペラ１２とモータ軸２２は相対回転不能となっている。ケーシング１０の軸口４とモータ軸２２は相対回転であり、僅かなクリアランスが存在し、そこから燃料が漏れでることが避けられない。
【００１９】
インペラ１２は、モータ軸２２に対して軸方向にはスライド可能となっている。ケーシング１０の内面７，９間の距離は、インペラ１２の表裏面間の厚みよりも僅かに厚い。インペラ１２の表裏両面に働く力がバランスしていれば、インペラ１２の表面とケーシング１０の第１面７間には僅かな間隔が確保され、同時にインペラ１２の裏面とケーシング１０の第２面９間にも僅かな間隔が確保され、インペラ１２はケーシング１０内で軽やかに回転する。インペラ１２の表面と第１面７間の間隔や、インペラ１２の裏面と第２面９間の間隔は小さく、昇圧路２９，３１で昇圧された燃料が前記間隔に漏れ出す燃料量は少ない。
【００２０】
図２に本実施例のインペラ１２の表面を示し、図３にインペラ１２の裏面を示し、図４にインペラ１２とケーシング１０の拡大断面図を示す。インペラの回転方向を、図２，３に矢印Ｒで示す。
インペラ１２の表面に、９本の第１圧力バランス溝３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ，３２ｉが設けられている。９本の第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉは共通的に昇圧溝群１４に連通しており、９本の第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉの形状は全て同一であり、インペラ１２の円周方向に等間隔で配置されている。インペラ１２を４０°回転させると、元の形状に復帰する。
第１圧力バランス溝３２ａを例にして説明すると、溝３２ａはインペラの昇圧溝１４ａに連通しており、昇圧溝１４ａと溝３２ａの連通箇所とインペラ１２の中心を通る半径方向を仮想したときに、仮想線に対して回転方向と逆向きに角度θ１でインペラ１２の内側に向かって延びている。溝３２ａの深さは、昇圧溝１４ａと連通する箇所が最も深く、内側に延びるにつれて徐々に浅くなっている。インペラ１２が回転すると、インペラの昇圧溝１４とケーシングの昇圧路２８で形成される第１昇圧路２９で昇圧された燃料が、溝３２の深部に導入される。溝３２は、所定距離伸びると消滅している。即ち、袋とじ状の溝となっている。
【００２１】
インペラ１２の裏面に、９本の第２圧力バランス溝３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈ，３４ｉが設けられている。９本の第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉは共通的に昇圧溝群１６に連通しており、９本の第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉの形状は全て同一であり、インペラ１２の円周方向で等間隔に配置されている。インペラ１２を４０°回転させると、元の形状に復帰する。
第２圧力バランス溝３４ａを例にして説明すると、溝３４ａはインペラの昇圧溝１６ａに連通しており、昇圧溝１６ａと溝３４ａの連通箇所とインペラ１２の中心を通る半径方向を仮想したときに、仮想線に対して回転方向と逆向きに角度θ１でインペラ１２の内側に向かって延びている。溝３４ａの深さは、昇圧溝１６ａと連通する箇所が最も深く、内側に延びるにつれて徐々に浅くなっている。インペラ１２が回転すると、インペラの昇圧溝１６とケーシングの昇圧路３０で形成される第２昇圧溝３１で昇圧された燃料が、溝３４の深部に導入される。溝３４は、所定距離伸びると消滅している。即ち、袋とじ状の溝となっている。
【００２２】
インペラ１２の表面に設けられた第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉとインペラ１２の裏面に設けられた第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉは同一面側から重ね合わせて見ると同一位置に重なり合って存在している。ただし、インペラ１２の表面に設けられた第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉは浅く狭くて短いの対し、インペラ１２の裏面に設けられた第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉは深くて広くて長い。
【００２３】
インペラ１２がケーシング１０内で回転すると、燃料が吸入口２６から吸引されて燃料ポンプ２内に導入される。導入された燃料はインペラ１２の裏面に設けられている昇圧路３１にはいる。燃料は、昇圧路３１に沿って周方向に流れる間に昇圧される。昇圧された燃料は、昇圧溝群１４と昇圧溝群１６の連通部と昇圧路２９を通過して図示しない吐出口からポンプ部３内に送込まれる。
また燃料ポンプ２内に導入された燃料は、昇圧溝群１４と昇圧溝群１６の連通部を通過して昇圧路２９にはいる。燃料は、昇圧路２９に沿って周方向に流れる間に昇圧される。昇圧された燃料は、図示しない吐出口からモータ部３内に送込まれる。
【００２４】
ポンプ部３内に送込まれた高圧燃料は、モータ軸２２に沿ってケーシング１０内に還流してくる。ケーシング１０内に還流した高圧燃料は、インペラ１２の表面に高い圧力を作用させてインペラを１２を下方に押し下げようする。
一方、第２昇圧路３１で昇圧された高圧が第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉに導入される。同様に、第１昇圧路２９で昇圧された高圧が第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉに導入される。第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉの方が、第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉよりも広くて長いために、第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉがインパラ１２に上向きに与える力の方が、第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉがインパラ１２に下向きに与える力よりも大きく、結局、第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉと第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉは、インパラ１２に上向きの力を与える。
モータ軸２２に沿ってケーシング１０内に還流してくる高圧燃料がインペラ１２を下方に押し下げようする力と、第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉと第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉがインパラ１２を押し上げようする力は等しい。このために、インペラ１２は、ケーンシグ１０の第１面７にも押し付けられず、第２面９にも押し付けられない状態で、軽快に回転することができる。
溝３２ａ〜３２ｉと溝３４ａ〜３４ｉがインペラ１２の半径方向の仮想線に対して回転方向と逆向きに延びており、且つ溝３２ａ〜３２ｉと溝３４ａ〜３４ｉの底面の形状が昇圧溝群１４、１６との連通箇所から徐々に浅くなっていることにより、燃料の圧力は昇圧溝群１４、１６から溝３２ａ〜３２ｉと溝３４ａ〜３４ｉにスムーズに導入される。
第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉと第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉは袋とじ状に閉じられており、燃料が流れにくい。昇圧路２９を流れる燃料は、きれいに旋回するほど効率的に昇圧される。第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉが袋とじ状に消滅しており、燃料が流れにくいために、昇圧路２９を流れる燃料は、第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉに逃げないで、きれいに旋回する。第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉが昇圧効率を低下させることはない。
同様に、溝３４ａ〜３４ｉが袋とじ状に消滅しており、燃料が流れにくいために、昇圧路３１を流れる燃料は、第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉに逃げないで、きれいに旋回する。第２圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉが昇圧効率を低下させることはない。
【００２５】
インペラ１２の裏面のみならず表面にまで圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉが形成されているために、何らかの理由でインペラ１２に上向きの力が作用する場合には、第１圧力バランス溝３２ａ〜３２ｉに生じる圧力によってインペラ１２がケーシング１０の内面７に接触することを禁止することができる。
【００２６】
（実施例２）
本実施例では、インペラ１２の裏面にだけ、昇圧溝群１６に連通する９本の圧力バランス溝３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ、３４ｉが設けられている。インペラ１２の表面には、昇圧溝群１４に連通する圧力バランス溝３２は形成されない。インペラ１２の表面側にはケーシング内に還流する高圧燃料の圧力が作用し、裏面側には圧力バランス溝３４ａ〜３４ｉに導入された高い圧力が作用する。表面と裏面の圧力差を解消することができる。
【００２７】
（実施例３）
図５に本実施例の燃料ポンプの要部の断面図を示し、図６にインペラ４２の表面を示し、図７にインペラ４２の裏面を示す。インペラ４２の回転方向を、図６，７に矢印Ｒで示す。本実施例の燃料ポンプにおいて、第１実施例と同一の構成を有するものについては、同一符号を付与して重複説明を割愛する。
【００２８】
インペラ４２の表面には、昇圧溝１４の内側に４箇所の凹部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄが設けられている。４箇所の凹部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは、インペラ１２の表面に等間隔に形成されている。４箇所の凹部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄの形状は全て同一であり、凹部４４ａを例にして説明する。
凹部４４ａは、周方向が長辺となり半径方向が短辺となる略四角形であって、長辺の両端部に貫通穴４６ａ，４８ａが設けられている。貫通穴４６ａ，４８ａの断面形状は略四角形となっている。表面の凹部４４ａの中間部５０ａは、表面に向かって大きく湾曲した箇所が形成されている。中間部５０ａの表面に向かって湾曲した箇所は、図８に示すように、回転方向前方側の端部（以後、前側と称する）の湾曲が急であり、回転方向後側の端部（以後、後側と称する）に近づくにつれてなだらかに湾曲する。
【００２９】
インペラ４２の裏面には、昇圧溝群１６の内側に４箇所の凹部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが設けられている。表面の凹部４４ａと裏面の凹部５２ａが設けられているインペラ４２の半径方向と円周方向の位置は一致している。表面の凹部４４ｂと裏面の凹部５２ｂが設けられているインペラ４２の半径方向と円周方向の位置は一致している。表面の凹部４４ｃと裏面の凹部５２ｃが設けられているインペラ４２の半径方向と円周方向の位置は一致している。表面の凹部４４ｄと裏面の凹部５２ｄが設けられているインペラ４２の半径方向と円周方向の位置は一致している。４箇所の凹部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの形状は全て同一であり、凹部５２ａを例にして説明する。
凹部５２ａは、周方向が長辺となり半径方向が短辺となる略四角形であって、長辺の両端部に凹部４４ａから連通する貫通穴４６ａ，４８ａが設けられている。裏面の凹部の中間部５４ａは、裏面に向かって小さく湾曲した箇所が形成されている。図８に示すように、中間部５０ａの湾曲の度合いは表面に較べて小さい。前側の湾曲が比較的急であり、後ろ側に近づくにつれてなだらかに変化している。
【００３０】
インペラ４２に設けられた中間部５０ａが、前側で大きく湾曲し後側に行くに従ってなだらかとなり、中間部５４ａが前側で小さく湾曲し後側に行くに従ってなだらかとなることで、インペラ４２の昇圧溝群１４，１６の内側に設けられた凹部の中間部５０ａ，５４ａは、図８に示すように、全体として略翼型の断面形状を有する。略翼型の断面形状は、インペラ１２の表面からは沈んでいる。
【００３１】
インペラ４２が回転を開始すると、インペラ４２とケーシング１０の間の隙間に燃料が入り込み、凹部４４ａ，５２ａを通過する。燃料の一部は貫通穴４６ａ，４８ａを通過し、一部は中間部５０ａの上と中間部５４ａの下を通過する。
中間部５０ａ，５４ａが略翼型の断面形状であるために、インペラ４２の表面側の湾曲の大きい中間部５０ａの上を通過する燃料は、速度が速くなり、燃料の圧力が低くなる。インペラ４２の裏面側の湾曲が小さい中間部５４ａの下を通過する燃料の速度は、中間部５０ａの上を通過する燃料よりも遅くなり、燃料の圧力が高くなる。このために、インペラ４２には、裏面側から表面側に押し上げる揚力が生じる。この揚力は、インペラ４２の表裏両面にかかる燃料の圧力差を解消する向きとなっている。
【００３２】
表面の中間部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄと裏面の中間部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの形状を最適化することにより、インペラ４２の表裏両面にかかる燃料の圧力差が効率的に解消される。凹部を多数設ける必要はなく、凹部の貫通穴の存在がポンプ効率に影響ことは少ない。むしろ、インペラ４２にかかる圧力差が解消されることにより、インペラ４２がケーシング１０に接触する恐れがなくなるために、インペラ４２の表裏両面とケーシングの表裏内面の距離を小さく設定することができる。この結果、インペラ４２の回転時に昇圧路２９，３３１から漏れ出す燃料を減らすことができるために、ポンプ効率を向上させることができる。
【００３３】
（実施例４）
本実施例では、インペラ６２の裏面に４箇所の凹部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが等間隔に設けられる。インペラ６２の裏面を図９に示す。４箇所の凹部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄの形状は全て同一であり、凹部６４ａを例にして説明する。
凹部６４ａは、周方向が長辺となり半径方向が短辺となる略四角形であって、長辺の両端部にインペラ６２の表面に到達する貫通穴６６ａ，６８ａが設けられている。貫通穴６６ａ，６８ａの断面形状は略四角形となっている。図１０の断面図に示すように、裏面の凹部の中間部７０ａは、前側が小さく湾曲し、後ろ側に近づくに従ってほぼ直線となって貫通穴６８ａに連なっている。インペラ６２は、凹部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを通過する燃料によって下方から上方に押圧されることで、インペラ６２にかかる表面と裏面の圧力差を解消することができる。
【００３４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施例の燃料ポンプの断面図。
【図２】第１実施例のインペラの表面図。
【図３】第１実施例のインペラの裏面図。
【図４】第１実施例のインペラとケーシングの断面図。
【図５】第３実施例の燃料ポンプの断面図。
【図６】第３実施例のインペラの表面図。
【図７】第３実施例のインペラの裏面図。
【図８】第３実施例のインペラの断面図。
【図９】第４実施例のインペラの裏面図。
【図１０】第４実施例のインペラの断面図。
【図１１】従来の燃料ポンプの断面図。
【符号の説明】
【００３６】
２・・燃料ポンプ
４・・燃料ポンプ部
６・・ポンプカバー
８・・ポンプボディー
１０・・ケーシング
１２・・インペラ
１４，１６・・昇圧溝群
１８・・ハウジング
２２・・モータ軸
２８，３０・・昇圧溝
２９、３１・・昇圧路
３２，３４・・圧力バランス溝
４０，５２，６４・・凹部
４６，４８，６６，６８・・貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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